[发明专利]在电气保护系统中使用数据分析的滋扰跳闸决策管理

说明书

本发明公开了一种用于在电力保护系统中使用数据分析的滋扰跳闸决策管理的系统(200)和方法，该系统(200)包括保护系统PS(202)和至少一个电气保护电路EPC(204)。PS(202)包括：多个传感器(206)，被配置为测量数据；存储器(208)，被配置为存储在一段时间内在电力系统上检测到或生成的滋扰跳闸事件和多个滋扰跳闸参数的已更新数据；处理器(210)，被配置为针对滋扰跳闸情况基于来自多个传感器的测量数据执行混合机器学习(HML)并且与相邻PS(220a，220b，220c)通信；保护微控制器(212)，被配置为通过与处理器(210)和相邻PS(220a，220b，220c)通信来允许或避免使被设置在至少一个EPC中的至少一个电子跳闸电路(214)跳闸。

技术领域

本文中的实施例总体上涉及保护系统中的滋扰跳闸(nuisance-tripping)决策管理。特别地，本发明提供了一种用于在电气保护系统中使用数据分析来进行滋扰跳闸决策管理的系统和方法。

背景技术

通常，保护系统(PS)用于保护电气组件以及操作者和环境安全。在PS装置中，有些情况下可以拾取干扰信号，这可能导致电子跳闸电路(ETC)跳闸。虽然没有发生重大故障，但ETC的不期望的/滋扰的跳闸可能会给客户/运营商带来干扰/经济损失。干扰信号可以包括但不限于电流或电压浪涌、浪涌电流、由于环境情况(例如，振动、温度等)引起的噪声信号、来自多个通信设备的电磁干扰等。

在很多情况下，这些滋扰的跳闸可能给客户带来不便或破坏关键的真正安全事件。传统上，滤波器用于检查注入的噪声，以相应地制定有关跳闸电路的决定。这些滤波器是基于实验室测试结果而设计的，并且无法适应环境变化。在一些国家，商业/住宅建筑的每个区域/房间都安装有接地故障和电弧故障断路器，以避免滋扰跳闸并且在发生任何故障时检测故障位置。然而，很难在短时间内在工业大厦中找出造成这种滋扰跳闸的原因。

例如，滋扰跳闸的原因可能是由于过流、过压、过频、接地故障等。电弧故障是滋扰跳闸的原因之一。引起电弧故障的原因可能是串联电弧故障或并联电弧故障。在这两种情况下，ETC可能不知道PS中的负载变化以及影响PS的干扰信号。在考虑接地故障时，接地故障的原因可能是绝缘磨损、导电灰尘、水或其他干扰信号，并且80％以上的设备短路是由接地故障引起的。接地故障是基于接地故障和(即，在存在接地故障的情况下，任何配电电路中的相电流和中性线电流的矢量和是非零的)、差分接地故障、多源接地故障(MSGF)和高阻接地故障(HRGF)而被检测。当干扰信号被ETC接收并且被预测为接地故障时，可能会发生滋扰跳闸。引起滋扰跳闸的另一原因是变电站、屋顶太阳能光伏发电或风力发电站的功率反向。

有诸如ZSI、RELT等系统以用于增强配电系统的选择性协调水平并且管理ETC的跳闸。而在滋扰跳闸情况下，ZSI的适配不允许上游断路器与下游断路器的协调。在RELT的情况下，使用传统断续器和滤波器基于故障原因来管理ETC中的跳闸决策是具有挑战性的。通常，在隔离电路之前制定决策时不会分析数据，诸如历史跳闸数据、事件特征、传感器数据、历史事件、负载特性、噪声水平、非电参数数据(如温度、振动、湿度等)等。这会导致在PS的异常环境情况下或异常协调下PS出现明显更高的滋扰跳闸。

因此，需要一种与混合机器学习模型(HMLM)集成的、用于在PS中进行滋扰跳闸决策管理的系统和方法，从而基于实时数据来制定决策并且了解滋扰跳闸事件及其环境情况，以隔离噪声参数并且适配以忽略它们。

发明内容

本公开的目的是减轻、缓解或消除现有技术中的一个或多个上述缺陷和缺点并且至少解决上述问题。